
统计显示,全球消费者每年在电子产品上的花费约为500亿至600亿欧元,总重量可达5000万吨,逐年大幅增长。如何有效地处理这些废物,并从回收中产生一些价值,是全世界研究人员面临的重要课题之一。
现在虽然有些国家有一些立法和渠道来管理电子垃圾的回收,但是只有20%是合格的回收工艺。此外,电子垃圾中约有60种化学元素,其中回收的不到10种,如金、银、铂、钴、锡、铜、铁、铝、铅等,其他成分都被埋在垃圾堆里。
回收电子垃圾意味着分离材料、分子或化学元素,并作为原材料出售给工厂,以再造新产品。这需要几个步骤,例如在开始材料分离过程之前对产品进行分解、分类和粉碎。它们通常先燃烧,然后用化学溶剂分离。
化学分离阶段是最复杂的,因为电子垃圾的成分不一致,任何单位体积的垃圾中成分相差太大,很难设计出通用的化学分离流程。
这就是为什么目前的回收行业只能专注于分离上面列出的最具经济价值的金属材料。
新的回收策略
目前较新的策略一般不采用焚烧,而是采用拆解、分类、粉碎、溶解的工艺。
分类的过程是为了在很大程度上降低化学成分的复杂程度。分类也可以从几个层面进行。根据设备的类型,还可以分为不同的零件(电路板、电池、外壳、框架)和接地粉。
目前拆卸过程还不能自动化,主要靠手工完成,所以成本很高,也很难拆卸到可以仔细分类的程度。
目前大型回收公司,如知名的MTB、Paprec、Veolia等。只能对同一设备或同一模块的设备进行分类,然后粉碎,再利用粉末的密度、磁性等物理性质进行再次分类。
然后,通过热或化学方法进一步处理粉末。在这个环节中,现在最常用的是化学溶液分离,也叫液液萃取技术。这个过程包括用酸性制剂溶解金属或其氧化物,然后加入有机溶剂(如油性液体),形成类似“油醋混合物”的液体。然后根据不同元素的不同特性,进行分离。
当然,这个过程很难做到尽善尽美,通常需要重复几十次甚至上百次才能达到提取物所需的纯度。
如何降低这一过程的成本和效率,需要研究大量参数对这一过程的影响,包括化学成分的浓度、酸度、温度等。找到最合适的平衡点。
由南洋理工大学和法国研究机构合作的南大-CEA循环经济研究中心是回收电子垃圾研究领域的大型项目之一。
为了节省时间和成本,他们发明了一种微流体提取装置来开发提取过程。这种设备中的管子直径不到1毫米,只需要几微升和几毫升的溶液和酸,只需要几毫克的化学药品。结合X射线、红外线和各种传感器,可以自动和快速地分析提取过程中使用的参数的有效性。
这种微型化的仪器可以把实验从几个月缩短到几天。








